JP5416928B2 - ゼルンボン誘導体およびその製造方法 - Google Patents
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J. Org. Chem., 1999, 64, p.2667-2672 Biosci.Biotechnol.Biochem., 1999, 63(10), p.1811-1812 Biosci. Biotechnol. Biochem., 2001, 65, p.2193-2199
[反応の概説]
本発明では、下記スキーム1に示すように、ゼルンボン(1)をエポキシ化して、ラセミ体6,7−エポキシゼルンボン(2)(式中、「racemic−(2)」)を得る。式中、「〜」は、RまたはSいずれかの立体配位の結合を示す。次に、得られた6,7−エポキシゼルンボンを水素化アルミニウムリチウム(LiAlH4、以下「LAH」ということもある)存在下で反応させると、ジアステレオ混合物である、ラセミ体−エリトロ−6,7−モノエポキシゼルンボール(3)(以下、「rac−e−(3)」ということもある)と、ラセミ体−トレオ−6,7−モノエポキシゼルンボール(4)(以下、「rac−t−(4)」ということもある)とが得られる。それぞれの収率は、ラセミ体−エリトロ−6,7−モノエポキシゼルンボール(3)が80%、ラセミ体−トレオ−6,7−モノエポキシゼルンボール(4)が20%である。
次に、上記得られたエリトロ体とトレオ体の6,7−モノエポキシゼルンボール(3)、(4)を用いた、光学活性6,7−モノエポキシゼルンボール(5)、(6)およびその酢酸エステル(7)、(8)の製造方法について説明する。
sp.由来のリパーゼが、対応する酢酸エステルへの変換率が高いことがわかる。
特記しない限り、NMR(核磁気共鳴)スペクトルは、内部標準としてテトラメチルシラン(TMS)を用い、CDCl3中でプロトンについて270MHzと13Cについて68MHzで測定した。化学シフトは、TMSからのppmで記録した。マススペクトルは70eVで記録し、高分解能質量分析(HRMS)は、直接注入により測定した。X線解析とCCDCリファレンスナンバーは、物質のデータに記載した。化学薬品は、市販されている試薬を、さらに精製することなく用いた。
窒素雰囲気下で、無水ジエチルエーテル(以下、「Et2O」という)(80mL)中のラセミ体6,7−エポキシゼルンボン(2)に、−10℃で無水Et2O(20mL)にLiAlH4(490mg、12.8mmol)を混合したものを、滴下し、氷塩水浴中で80分攪拌した。反応の進行は、薄層クロマトグラフィー(TLC)(展開液:ヘキサン/酢酸エチル(体積比)=4:1)で確認した。この液に、水(50mL)と硫酸(10mL)とを加え、Et2Oをロータリーエバポレーターで留去した後、酢酸エチルを用いて抽出した(3回×30mL)。有機溶液は、飽和食塩水で洗浄し(3回×30mL)、無水硫酸ナトリウム上で乾燥させ、ロータリーエバポレーターで濃縮した。残渣を、溶離液としてクロロホルム・エーテル混液(30:1(体積比))を用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーに供し、(1RS,6RS,7RS)−エリトロ−6,7−エポキシ−2,6,9,9−テトラメチル−2,10−シクロウンデカジエン−1−オール,(rac−e−(3))と(1RS,6SR,7SR)−トレオ−6,7−エポキシ−2,6,9,9−テトラメチル−2,10−シクロウンデカジエン−1−オール,(rac−t−(4))とをそれぞれ収率51%(1.5g)と23%(0.69g)とで得た。
融点:100.5−101.5℃.
IR(KBr):3277,2958,1296cm−1.
1H−NMR(CDCl3):δ 1.05(s,3H,CH3 at C9),1.19(s,3H,CH3 at C6),1.19(s,3H,CH3 at C9),1.32−1.63(ddd,2H,J=14.2,9.9 and 9.9Hz,CH2 at C8),1.72(s,3H,CH3 at C2),2.02−2.06(m,1H,CH at C5),2.08−2.15(m, 1H,CH at C4),2.25−2.30(m, 1H,CH at C4),2.48(d,1H,J=9.9Hz,CH at C7),4.72(d,1H,J=6.9Hz,CH at C1),5.38(d,1H,J=15.8Hz,CH at C10),5.48(dd,1H,J=9.9 and 8.3Hz,CH at C3),5.75(dd,1H,J=16.2 and 6.9Hz,CH at C11),
13C−NMR:δ 12.9(CH3 at C6),16.1(CH3 at C9),22.6(C4),22.9(CH3 at C9),30.5(CH3 at C6),35.0(C9),37.8(C5),40.3(C8),61.4(C6),63.4(C7),78.0(C1),124.8(C3),132.0(C11),139.3(C10),143.1(C2).
HRMS:m/z 計算値(C15H24O2);236.1776,実測地;236.1773.
融点:99.0〜99.5℃.
IR(KBr):3461,2956,1447cm−1.
1H−NMR: δ 1.08(s,3H,CH3,at C9),1.12−1.16(m,1H,CH at C5),1.18(s,3H,CH3 at C9),1.19(s,3H,CH3 at C6),1.41−1.63(dd,2H,J=14.2 and 8.9Hz,2H at C8),1.72(s,3H,CH3 at C2),2.06−2.13(m,1H at C5),2.16−2.24(m,2H,H at C4),2.52(d,1H,J=8.9Hz,H at C7),4.66(s,1H,H at C1),5.43(t,1H,J=7.9Hz H at C3),5.80(d,1H,J=1.3Hz,H at C11),5.81(s,H,H at C10),
13C−NMR: δ 13.7(CH3 at C2),16.4(CH3 at C9),23.0(C4),25.5(CH3 at C6),29.5(CH3 at C9),34.2(C9),38.3(C5),42.1(C8),61.3(C6),62.8(C7),75.8(C1),124.3(C3),132.1(C11),138.6(C10),141.0(C2).
HRMS:m/z 計算値(C15H24O2);236.1776,実測地;236.1763.
THF(50mL:水含有量<1.0%v/v)に、rac−t−(4)(1.0g、4.23mmol)、酢酸イソプロペニル(2.0ml、500mmol)、リパーゼ(乾燥Meit QL、1.00g)を加えた混合物を、35℃で480時間攪拌した。反応は、ガスクロマトグラフィ(装置:GC353(GLサイエンス社製)、キャピラリーカラム:DB−5、注入温度:200℃、検出温度:200℃、カラム温度:180℃、キャリアガス:ヘリウム(He)、検出器:FID)を用いて追跡した。この条件下では、rac−t−(4)とこれに相当するエステル化物の保持時間は、それぞれ17分と22分であった。反応混合物はろ過し、濾液を濃縮する。濃縮物をシリカゲル上でクロマトグラフィーに付し、ヘキサン−酢酸エチル(4:1)で溶出して、(+)−(5)と、(−)−(7)とをそれぞれ不斉収率99.6%と28%で得た。(+)−(4)と、(−)−(4)の確認は、ガスクロマトグラフィを用いて行った(装置:GC353(GLサイエンス社製、キャピラリーカラム:CP−CD、注入温度:160℃、検出温度:160℃、カラム温度:140℃、キャリアガス:He、検出器:FID)。これらの状況下における(−)−(5)、(+)−(5)、(+)−(7)、(−)−(7)の保持時間は、それぞれ66、69、67、70分であった。
融点:94〜96.5℃
[α]D(23.5℃)=+82.4(c 0.100,CHCl3),99.6% ee
性状:無色、油状
[α]D(23.5℃)=−31.4(c −1.02,CHCl3),33.5% ee
IR(NaCl film):2960,1745,1450cm−1.
1H−NMR(CDCl3): δ 1.08(s,3H,CH3 at C9),1.06−1.28(m,1H,H at C5),1.17(s,3H,CH3 at C9),1.21(s,3H,CH3 at C6),1.35−1.67(d,2H,J=8.9Hz,CH at C8),1.70(s,3H,CH3 at C2),2.04−2.18(m,1H,CH at C5),2.10(s,3H,CH3 at CH3CO),2.20−2.34(m,2H,CH at C4),2.57(d,1H,J=8.9Hz,CH at C7),5.35(t,1H,J=7.6Hz,CH at C3),5.52(s,1H,CH at C1),5.79(d,1H,J=1.3Hz,CH at C11),5.80(s,1H,CH at C10),
13C−NMR: δ 13.5(CH3 at C2),16.4(CH3 at C9),21.1(CH 3 CO),23.4(C4),25.7(CH3 at C6),29.2(CH3 at C9),34.4(C9),38.3(C5),42.5(C8),61.3(C6),62.6(C7),77.3(C1),126.7(C3),128.4(C11),137.5(C10),141.2(C2),170.2(CO).
HRMS:m/z 計算値(C17H26O3);278.1882,実測地;278.1877.
rac−e−(3)のリパーゼ触媒によるエステル交換反応の一般的な製法は、上記rac−t−4のリパーゼ触媒によるエステル交換反応の一般的な製法と同様である。
融点: 129.5−131.0℃.
[α]D(23.5℃)=−43.1(c 1.01,CHCl3),90.0% ee
融点:78〜81℃.
[α]D(23.5℃)=+5.13(c 1.01,CHCl3),86.9% ee
IR(KBr):2962,1730,1448cm−1.
1H−NMR CDCl3): δ 1.06(s,3H,CH3 at C9),1.13−1.29(m,1H,H at C5),1.20(s,3H,CH3 at C9),1.20(s,3H,CH3 at C6),1.35−1.67(dd,2H,J=14.2 and 9.9 Hz,CH at C8),1.70(s,3H,CH3 at C2),1.85−2.09(m,1H,CH at C5),2.09(s,3H,CH3 at CH3CO),2.21−2.32(m,2H,CH at C4),2.57(d,1H,J=9.6Hz,CH at C7),5.44(d,1H,J=16.2Hz,CH at C10),5.54(dd,1H,CH at C3),5.55(d,1H,J=6.9Hz,CH at C1),5.72(dd,1H,J=16.2 and 6.6Hz CH at C11),
13C−NMR: δ 13.7(CH3 at C2),16.1(CH3 at C9),21.1(CH 3 CO),22.9(C4),22.9(CH3 at C6),30.4(CH3 at C9),35.3(C9),38.0(C5),40.4(C8),61.3(C6),63.2(C7),79.1(C1),127.4(C3),128.5(C11),140.4(C2),140.8(C10),170.4(CO).
HRMS:m/z 計算値(C17H26O3);278.1882,実測地;278.1872.
窒素雰囲気下、(+)−(4)(30.7mg、0.13mmol)と4−ジメチルアミノピリジン(3.8mg、0.03mmol)、4−クロロ−3,5−ジニトロ安息香酸(33.2mg、0.14mmol)と、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(39.1mg、0.19mmol)の乾燥ジクロロメタン3mL中の混合液を0℃で5分間攪拌し、その後室温で3時間攪拌した。次に、水(20mL)を溶液に加え、20分間攪拌して反応をさせた。析出物を濾過して除去し、濾液をジクロロメタンで抽出した(2回×20mL)。有機溶液は、0.5M塩酸と飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸ナトリウム上で乾燥させ、ロータリーエバポレーターで濃縮し、黄色固体残渣を得た。残渣を、溶離液としてヘキサン・酢酸エチル混液(4:1(体積比))を用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーに供し、収率6.8%で、(1R,6S,7S)−6,7−エポキシ−2,6,9,9−テトラメチルシクロウンデカ−2,10−ジエチル−4−クロロ−3,5−ジニトロ安息香酸エステル(9)を得た。
窒素雰囲気下で、デスマーチン パーヨージナン(Dess−Martin periodinane)(92.7mg、0.22mmol)を室温でジクロロメタン(3mL)に加え、混合物が完全に溶解するまで攪拌した。化合物(+)−(4)(51mg、0.22mmol)をジクロロメタン(1.5mL)に溶解したものを、Dess−Martin溶液に滴下し、同じ温度で1時間攪拌した。反応の進行は、薄層クロマトグラフィー(TLC)(展開液:ヘキサン/酢酸エチル(体積比)=4:1)で確認した。この溶液に、ジクロロメタン(30mL)と1M水酸化ナトリウム水溶液(30mL)とを加え、水層をジクロロメタンを用いて抽出した(3×30mL)。有機溶液は、飽和食塩水で洗浄し(3回×30mL)、無水硫酸ナトリウム上で乾燥させ、ロータリーエバポレーターで濃縮した。残渣を、溶離液としてヘキサン・酢酸エチル混液(4:1(体積比))を用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィーに供し、(−)−(6S,7S)−6,7−エポキシ−2,6,9,9−テトラメチル−2,10−シクロウンデカジエン−1−オン(10)を収率72%で得た。
[α]D(23.5℃)=−9.7(c 1.000,CHCl3),99.6%ee
IR(KBr)cm−1:1657,1263
1H−NMR: δ 1.10(s,3H,CH3 at C),1.22(s,3H,CH3 at C6),1.31(s,3H,CH3 at C9),1.27−1.36(m,1H,H at C5),1.45(dd,1H,J=11.3 and 14.0Hz,CH at C8),1.85(s,3H,CH3 at C7),1.93(d,1H,J=14.0Hz,CH at C8),2.26−2.43(m,3H,CH2 at C4 and CH at C5),2.72(dd,1H,J=1.4 and 11.3 Hz, H at C7),6.07−6.12(m,3H,3H at C2,C10 and C11);
13C−NMR: δ 12.3(CH3 at C2),15.8(CH3 at C6),23.9(CH3 at C9),24.8(C4),30.0(CH3 at C9),36.1(C9),38.2(C5),42.8(C8),61.2(C6),62.8(C7),128.6(C11),139.3(C2),147.6(C3),159.3(C10),202.3(C1).
元素分析:実測値:C=76.96、H=9.41%、計算値(C15H22O2として計算):C=76.88、H=9.46%.
(6R,7R)−6,7−エポキシ−2,6,9,9−テトラメチル−2,10−シクロウンデカジエン−1−オン(11)は、上記(6S,7S)−6,7−エポキシ−2,6,9,9−テトラメチル−2,10−シクロウンデカジエン−1−オン(10),(−)−(10)と同等にして合成した。
[α]D(23.5℃)=+7.8(c 1.000,CHCl3),90.0%ee
Claims (2)
- ラセミ体6,7−モノエポキシゼルンボールをアクロモバクター属(Achromobacter sp.)、アルカリゲネス属(Alcaligenes sp.)、バークホルデリア・セパシア(Burkholderia cepacia)、カンディダ・シリンドラセ(Candida cylindracea)またはシュードモナス・スタッツェリ(Pseudomonas stutzeri)由来のリパーゼの存在下、溶媒中で、酢酸エステルとのトランスエステル化反応をさせ、光学活性6,7−モノエポキシゼルンボールのエステルを得る、請求項1記載の光学活性6,7−モノエポキシゼルンボールのエステルの製造方法。
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